直流電子負載的應用及其校準方法

電子負載是一種起程控電能吸收裝置作用的儀器，其主要應用是對直流電源進行測試，不過，它也可用于其它場合，如制造或研發期間的電池測試、固態半導體大功率元件測試、直流電動機測試、直流發電機測試和固態電動機控制的測試。通常，電子負載具有允許輸出電壓和輸出電流迅速改變的高輸出阻抗。由于電子負載要吸收能量，故常常稱之為“電流吸收器”。典型情況下，電子負載的額定值從幾十W到幾kW，電流額定值從幾A到幾百A，電壓額定值從幾V到1kV左右。電子負載有固定電流(CC)，固定電壓(CV)，固定電阻(CR)模式，可分別用于不同的電源參數的測量。電子負載在作為一個可變或恒定電阻時，還可以作為直流電壓、直流電流的測量，而且有保護功能。這既利于提高測量速度也方便測量。因此，電子負載的正確使用和測試是很重要的。

直流電子負載的特點

1，直流電子負載能在設定的模式下顯示電壓、電流，可以代替直流數字電壓表，可以測量直流恒流源的輸出電流，特別是10A～100A以上的大電流。

2，直流電子負載在設定為固定電流模式下允許同極性的模塊并聯使用，此時負載電流為所有電子負載的電流之和，負載功率也為所有負載功率之總和，但切記不可以串聯使用。

3，當測量電源的CV態的負載調整率、輸出電壓調整或動態模擬負載時，使用固定電流模式比較合適。

4，當測量電源的CC態的負載調整率、輸出電流調整或動態模擬負載時，使用固定電壓模式比較合適。

5，使用面板操作時能控制負載電流上升或下降的變化率，可以將感性引線的壓降現象降低到最低程度，或測試待測電源供應器的輸出暫態反應特性。

6，用直流電子負載測量電源時，要保證兩者正負對應連接，反接會損壞負載的模塊。

7，電子負載基本上都有遠端電壓的測量功能，即配有電壓敏感設置和端口測量，以減小在電流時測量引線引起的分壓，避免測量誤差。

直流電子負載的主要應用

1，把電子負載設定在CC模式，負載關閉，此時用電子負載以電壓表形式測量直流穩壓電源CV態的開路輸出電壓。

2，把電子負載設定在CC模式，打開負載及其短路設置，此時用電子負載以電流表形式測量直流穩壓電源CC態的輸出電流。

3，直流電源的穩壓即CV態的負載調整率的測量：

例如有一臺電源，規格30V/30A，(把電壓調節到最小，電流調節到適當值)，則設置負載在CC狀態，打開負載(LOAD ON)，設置負載的CC值為30A，調節電源的電壓值，此時負載值隨著外加電壓的改變而變化，直到調節電壓為30V時，電子負載測量出電源帶載的實際輸出電壓Um和回路電流。

再設置負載的CC值為零，則此時相當于斷開負載，電子負載作為一個直流電壓表，測量出電源不加載的輸出電壓Un 。

則電源CV態的負載調整率為

4，直流電源的穩流即CC態的負載調整率的測量

如有一臺電源，規格30V/30A，(把電流調節最小，電壓調節到適當值)，則設置負載在CV態，打開負載(LODA ON)，設置負載的CV值為30V，調節電源的電流值，此時負載值隨著回路的電流的改變而變化，直到調節電流為30A時，電子負載測量出電源帶載的實際輸出電壓和回路里的電流Im。

可以設置負載的CV值為0，相當于短路負載，此時電子負載作為一個直流電流表，測量出電源不加載的輸出電流In。

則電源CC態的負載調整率為：

說明：如果電子負載的測量準確度不能滿足測量電源的需求，則可以在測量的同時，在電源的測量回路里串聯電流表進行測量電流。

5，需要說明的是：用DC電子負載測量電源時，若不用Vsense端，則若10mΩ的引線電阻在回路電流為10A可引用0.1V的壓降，即電子負載測量值將小于電源實際輸出電壓值，為了測量準確，Vsense兩端要直接于電源輸出的兩端，電子負載則取樣測量Vsense兩端的電壓來測量，而回路電流則與四線Vsense測量無關。

校準方法

DC電子負載有不同的型號，但校準方法基本類似，下面以3330A系列雙直流電子負載為例子，來說明具體的校準方法。

1，3330A模塊的測量范圍(以A通道為例子)

電壓： +15V/60V 電流： +15A/50A

電阻： 0.04～1.2～4.5kΩ

功率： 250W

2，技術指標

電壓：0.05%±0.05%FS 電流：0.2%±0.2%FS

CC，CV，CR模式：0.2%±0.2%FS

3，校準步驟

(1)電壓表的校準

a，設置本模塊

模式MODE在CC固定電流，不打開負載，其余設置均在開機狀態的初始設置。

b，把標準DC電壓源的兩端正負對應接在CHA的負載兩端，在電子負載模塊的電壓測量范圍內，選擇對應設置標準電壓源輸出，與電子負載的指示值相比較，應符合電壓指標。

(2) Vsense敏感端電壓的校準

按下CONFIG，設置負載敏感端電壓ON，關閉CONFIG，使負載顯示在CC狀態，LOAD OFF，把標準DC電壓源的兩端正負對應接在各自通道敏感端電壓Vsense兩端，在電子負載模塊的電壓測量范圍內，選擇對應設置標準電壓源輸出，與電子負載的指示值相比較，也應符合電壓指標。

(4)CV模式電壓校準

負載打開后的測試需要使用DC源，預先把標準源的電壓和電流均設在最小或無輸出狀態。

a，設置本模塊：MODE在CV固定電壓，打開負載LOAD，其余設置均在開機狀態的初始設置。

b，把DC源的兩端正負對應接在LOAD的兩端;把標準電壓表并聯在負載LOAD的兩端。

c，設置負載模塊的CV電壓為2V，把DC源的電流先向上調節一點，開始調節DC源的電壓按鈕，使負載指示在2V，電壓旋鈕繼續調節，負載電壓指示值不改變。